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巨蟹座55e

科普小知识2021-08-30 02:44:27
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巨蟹座55e是一颗环绕着巨蟹座55A的太阳系外行星,大小跟海王星差不多,直径达2.1万公里,质量和密度分别是地球的8倍和2倍,是至2012年为止发现的密度最大的固态行星。2016年2月,欧洲太空总署发布巨蟹座55e图片。根据从NASA斯皮策红外望远镜的对该行星两年期观测数据显示,两年中该行星温度变化幅度就达3倍之多,表面温度从1000摄氏度变为2700摄氏度。

天体名称:巨蟹座55e

拉丁名:Artist'simpressionof55Cancrie

直径:21000KM

质量:4.8×10^25kg

重力加速度:21000m/s2

平均温度:2000摄氏度

发现者:芭芭拉·麦克阿瑟

最早发现时间:2004年

1、行星简介

行星外形

巨蟹座55e(英文:Cancri55e)是一的环绕着巨蟹座55A的太阳系外行星,表面多岩石,他离牧恒星很近,公转周期不到两天。


巨蟹座55e

巨蟹座55e是一颗“超级地球”,构造为岩质,大小约为地球的两倍,质量约为地球的八倍,其直径比地球大60%达到约13000英里,而体积则达地球的8倍,密度为地球的2倍。它和另外四颗行星一起围绕着巨蟹座中一颗类太阳恒星旋转。巨蟹座55e距离母星很近,以至于每年只有18个小时。它还是潮汐锁定的,也就是说不像地球这样自转,而是有一个永久性的白昼侧和黑夜侧。

自转周期

美国宇航局斯皮策红外望远镜探测到巨蟹座55e行星的光线,这颗行星环绕一颗距离地球41光年的恒星运行。巨蟹座55e行星自转一周仅相当于地球18个小时。

运行似月球

巨蟹座55e围绕其母恒星的运行方式类似于月球,围绕地球运行的方式即两者已经处于潮汐锁定状态,永远以一面面朝恒星。这颗行星的高温绝大部分应当是集中在其向阳面,并且这些热量将很难被顺利传导至其背阴面。因此这颗行星上不太可能存在强劲的狂风。

表面“渗出”液体

该行星的质量的五分之一由较轻元素和化合物组成,其中包括水,可能是液态水。天文学家认为巨蟹座55e的强大引力可能使其能够保持一个大气层。任何存在于巨蟹座55e上的液体都处于超临界流体状态。通常在地球上的海平面气压,水会在100摄氏度时从液体转变成气体,就像用水壶烧开水。该行星的超临界流体上升到炽热的表面,产生一个炎热的、潮湿的大气。

密度大

巨蟹55e由于其体积是地球的两倍,被称为超级地球行星,同时,具有超级密度,其密度接近于铅,质量大约是地球的8倍。

公转时间短

2010年5月,天文学家发现,巨蟹座55e公转时间为17小时41分钟,被认为是公转周期最短的行星。

发出红外辐射信号


两个星系对比

2012年5月,天文学家首次探测到巨蟹座55e发出的红外辐射信号。通过对其红外辐射分析,研究人员们精确地计算出了这颗天体的温度2360开尔文,约合2038摄氏度。在如此高温下这颗行星应当看上去相当黑暗,不存在类似冰盖这样的高反射率表面,并且会吸收大部分来自恒星的热辐射。

钻石行星

2012年10月,美国耶鲁大学的科学家发现该星球表面主要是石墨,下面是很厚的钻石层,再下面是一层主要由硅形成的矿物质,中间则是熔铁形成的核心。至少有三分之一的行星的质量——大约相当于3个地球质量可能是钻石。

表面温度变化急剧

2016年2月,根据从NASA斯皮策红外望远镜的对该行星两年期观测数据显示,两年中该行星温度变化幅度就达3倍之多,表面温度从1000摄氏度变为2700摄氏度,变化相当之快。

2、发现机构

该行星发现小组的天文学家来自包括麻省理工学院、不列颠哥伦比亚大学、史密森松天体物理中心以及加州圣克鲁斯大学等研究机构。

3、发现历程

尽管巨蟹55e表面温度接近2700摄氏度,但有些天文学家认为巨蟹55的强大引力可能仍使其能够保持一个大气层。这种类型的行星被称为“超级地球”(Super-Earths),即拥有大气层、体积相当于地球10倍的行星,一直让科学家抱有特殊兴趣,因其有成为固体的可能性,抑或存在着液态海洋。这意味着如果温度等其他条件合适,它们有可能成为潜在外星生命形式的家园。


巨蟹座55e

据科学家介绍,母恒星巨蟹55a距地球大约40光年距离,和太阳一样是一颗黄矮星,在之后两个月中人们可用肉眼在巨蟹星座中观察到它。当巨蟹55e处于白昼时,其母恒星看上去会比夜间大60倍,亮度则是夜间的3600倍。巨蟹55e是一个4行星系统的组成部分,自1997年来一直处于科学家的监视下,由于发现其密度之高、同地球的距离之近而引起了关注。此行星系统是通过“多普勒方法”发现的,此方法可测量某星球由受其他未知星球引起的不稳定摆动。

虽然巨蟹55e上面地狱般的灼热意味着不可能有生命存在,但此类型的行星仍是科学家迫切希望用望远镜观测的。因为母恒星明亮的高亮度让很多种敏感的测量变得可行,所以巨蟹55e是一个测验行星形成、演化和存留的理论的完美实验室。

而发现巨蟹55e行星的加拿大空间望远镜“MOST”是科学家观察研究这个“超级地球”最直接的手段和方法。“MOST”造价低廉,仅有手提箱般大小,2003年由加拿大太空总署发射,受命观测10颗星球。其最初仅预定工作一年时间,但8年过去了MOST却仍然运行良好,共已经观测了超过2000颗星球。

不列颠哥伦比亚大学教授马修斯(JaymieMatthews)兴奋的称:“这简直和《星际迷航》(StarTrek)电影中的柯克船长所做的事一样。我们终于实现了——可能还超越了——童年梦想中的科幻场景。”

4、发现意义

据报道,该行星的发现或将是研究行星演化、存留的一个重大突破。由于其密度接近于铅,一年仅持续18个小时,且离地球是如此之近,以至于人们可以直接用肉眼观察到其母恒星。

5、相关事件

巨蟹座55E表面温度两年飙升3倍

2016年2月16日消息,欧洲太空总署发布巨蟹座55e图片。


巨蟹55e与其母恒星

根据从NASA斯皮策红外望远镜的对该行星两年期观测数据显示,两年中该行星温度变化幅度就达3倍之多,表面温度从1000摄氏度变为2700摄氏度,变化相当之快。

天文学家首次探测到巨蟹55a发出的红外

巨蟹座55e行星首次发现于2004年,它并不是一个宜居行星,却由于其体积是地球的两倍,被称为超级地球行星,同时,这颗行星具有超级密度,质量大约是地球的8倍。但在此之前,科学家从未探测到巨蟹座55e行星释放的红外光线。

美国宇航局华盛顿总部斯皮策望远镜项目科学家比尔-多希(BillDanch)说:“斯皮策望远镜的勘测结果再次令我们感到惊奇!它是探索研究遥远行星大气层的先驱,为即将发射的美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜对潜在宜居行星应用类似的技术奠定了基础。”

2005年,斯皮策望远镜首次探测到一颗系外行星释放的红外光线,但这颗行星是“炽热木星”,一颗体积大于巨蟹座55e行星的气态行星,它非常近距离地环绕主恒星运行。研究人员称,虽然此后其他太空望远镜也实现了类似的观测,但斯皮策望远镜对巨蟹座55e行星的观测首次发现一颗岩石超级地球类型行星释放的光线。

自从发现巨蟹座55e行星,天文学家日益发现更多关于这颗行星的奇特特征,研究人员现已知道这颗行星是巨蟹座55e恒星(位于巨蟹星座)系统中5颗系外行星其中之一。由于巨蟹座55e行星拥有超密集质量和极端近距离轨道,从而使它格外令天文学家关注,它与恒星之间的距离比水星和太阳之间距离近26倍。

这项最新斯皮策观测显示,巨蟹座55e行星朝向恒星的一侧非常炽热,温度接近于1726摄氏度。这颗行星很可能是一个黑暗的星球,它缺少充实的大气层来加热朝向恒星的反向一侧。


巨蟹55e

更为奇特的是,这颗行星遍布淤泥,之前斯皮策望远镜的观测数据显示巨蟹座55e行星五分之一质量是由较轻元素构成,其中包括水,但是极端炽热的温度和大气压力在这颗行星表面形成一种“超临界流体(supercriticalfluid)”状态。

超临界流体可以想像成为液体状态下的气体,它存在于极端大气压力和温度环境。在地球上,在蒸汽发动机中水可以达到超临界流体状态。

之前在对巨蟹座55e行星的研究中,采用一种叫做凌日法的技术来分析这颗行星途经主恒星前方时所发生的变化,在这项最新研究中,天文学家使用斯皮策望远镜勘测到巨蟹座55e行星自身释放的红外光线。

斯皮策望远镜对巨蟹座55e行星的最新观测结果与超临界流体水世界理论相吻合,这颗行星很可能是覆盖超临界流体水的岩石星球,并在星球表面形成蒸汽层。

比利时列日大学迈克尔-吉伦首席调查员迈克尔-吉伦(MichaelGillon)说:“这非常类似于海王星,如果将海王星轨道距离更接近太阳,将观测到它的大气层出现蒸发现象。”这项研究报告详细情况发表在《天体物理学杂志》上。

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